1、工程概况

 

　　汕头大围六个应急堤段达标加固工程中有多个泵站水闸的新建和重建项目，汕头地处广东东部沿海、台湾海峡西岸，是典型的滨海城市，滨海城市主要的水利设施除了江堤、海堤外就是泵站和水闸了。汕头大围项目最大的泵站项目为黄厝围泵站，黄厝围泵站包括安装有5台400kW和1台300kW的主泵房和3孔自排的水闸，建筑物范围：上下游长89.4m、左右宽59.6m，总造价为5000多万元。根据设计方案主泵房和水闸主体结构的基础为预制C40的混凝土方桩（0.5mx0.5m），静压成桩，间距（水闸3.1mx6.3m、主泵房4.8mx2.5m）、桩间周围采用直径0.5m水泥搅拌桩加固桩；泵站周围采用0.5m水泥搅拌桩固封支护。设计的水泥搅拌桩有干法和湿法两种，水泥参入量要求经过现场试验确定，设计要求的各项指标：单根承载力120kpa，复合地基承载力不小于130kpa。水泥强度等级选用42.5R普通硅酸盐水泥，水泥土试块90天龄期的立方体抗压强度平均值不小于1400kPa。桩径为Φ500mm。预制方桩与水泥搅拌桩的成功结合，为黄厝围泵站的顺利建成打下了可靠的基础，在此简要介绍此项工艺应用的几点体会供大家共享。

 

　　2、试桩

 

　　为获取水泥搅拌桩施工的干法或湿法、水泥掺入量、搅拌时的钻进和提升速度等参数，每个水闸、泵站、堤段均要进行3～6组的不同水泥掺入量及干法湿法的试验。经过在汕头大围多处试验的结果分析湿法工艺远远优于干法，水泥掺入量选择17%、18%、19%进行试验，在黄厝围泵站的试桩中，在成桩28天后用地质钻机取芯获取水泥土试样，试验值表明：水泥掺入量为17%的不能满足水泥土试块抗压强度平均值不小于1400kPa的桩体抗压强度要求，18%和19%的水泥参入量达到了设计要求。在取芯完成后进行静压试桩：单根承载力和复合地基承载力指标达不到设计要求，只有100～105kpa；对桩头桩体表面尺寸肉眼判断：工法为湿法的表面水泥土的整体性优于工法为干法的、成桩的圆弧曲线也是湿法优于干法，由此判明：在汕头的淤泥地质处理中搅拌桩施工应首先考虑使用湿法工艺，主要是这里的淤泥含水量只有20%～25%，而且淤泥不会流动。所以在今后的试桩和施工只考虑使用湿法工艺。

 

　　由于静压试桩的结果为单桩承载力达不到设计要求，主要是淤泥地质不能给与桩体摩擦力和浮托力，这就需要考虑使用复合地基的方案，此时再增加搅拌桩的水泥掺入量收效是见微的。

 

　　3、增设换填砂层

 

　　黄厝围泵站设计中要求换填1.5m厚的砂层为搅拌桩机的操作层，搅拌桩完成后还要挖除，后经施工方和监理方要求，设计同意将此层1.5m厚的砂层铺设在建基面以下，此层砂层既能为搅拌桩机的操作层，也能与搅拌桩形成一体成为新的复合地基，大大提高了地基承载力，搅拌桩施工完成后，此层砂层再进行挖除即可。

 

　　4、水闸防渗与围封桩

 

　　黄厝围泵站与其他水闸一样，为增加水闸的抗渗能力，设计在闸室四周增加了围封桩结构，除能够增加水闸基础的防渗减少扬压力的破坏外，还能增加水闸基础的整体性，能最有效地减少不均匀沉降。

 

　　5、桩体检测

 

　　5.1轻型动力触探试验

 

　　本试验是利用一定的落锤能量将与触探杆相连接的探头打入水泥土中，根据打入的难易程度表示为贯入度或贯入阻力来判断水泥土的工程性质的一种原位测试。

 

　　5.2水泥搅拌桩抽芯检测

 

　　水泥搅拌桩龄期达到28d后，对搅拌桩进行抽芯检测。抽芯钻机采用长沙100型，使用Ф108mm单动金刚石钻具钻进。抽芯结束后，采用纯水泥浆封孔。水泥土芯样无侧限抗压强度试验工作由检测中心完成。水泥土芯样全部严格按照规程进行加工和试验。

 

　　5.3水泥搅拌桩静载试验

 

　　试验仪器设备：①50t试验专用千斤顶配专用液压油泵1台套；②量程60Mpa，精度为0.4级精密压力表1个；③量程50mm，精度0.01mm的大行程百分表4个。试验中采用的计量仪表均经计量部门检定合格，并在有效使用期内。试验采用等荷载增量逐级维持荷载法。试验反力装置采用混凝土预制块垒叠而成，传力系统采用刚性球座以及传力柱等。加载出力由千斤顶和液压手动泵提供，使千斤顶的合力通过承压板中心。作用于承压板的轴向荷载，用联接于千斤顶的精密压力表测定。沉降量由安置在承压板上两个正交方向对称的4个大行程百分表测量所得。整个加载装置和沉降量测量装置各成独立体系，互不干扰。复合地基载荷试验承台采用1000mm×1000mm钢筋混凝土板，垫层按照设计图纸铺垫，具体见有关设计图纸。其最大荷载按设计承载力的2倍控制，共分8级施加，每级荷载施加后维持不变，按时间序列：5、10、15、30、30、30、30min等测读沉降量，直至相对稳定。卸荷级数为加荷级数的一半，每60min卸荷一级，卸荷至0后，测读回弹量直至稳定。

 

　　检验结果分析：所抽检的4条水泥搅拌桩（桩号为65#、66#、78#、79#）轻型动力触探平均击数分别为：52.5击、43.3击、40.8击、62.5击，推算28d检测龄期无侧限抗压强度均满足设计要求；65#、66#、79#桩体检测段水泥土连续完整，桩体匀质性良好。78#桩体检测段水泥土连续完整，桩体匀质性一般。

 

　　所抽芯检测的4条水泥搅拌桩桩体水泥土连续完整，搅拌均匀；65#、66#、78#、79#

 

　　有效桩长均达到设计要求。水泥搅拌桩桩体水泥土芯样28d无侧限抗压强度均符合设计要求。

 

　　6、结果总结

 

　　复合基础承载力，在同等施工条件下水泥搅拌桩施作在增设了砂垫层上，要比直接施作在淤泥面上，增加20%以上的承载力，同时施工更容易操作，施工成本基本不增加，开挖淤泥一步到位，提高了机械使用率，更为重要的是减少工期，为安全度汛打下基础，黄厝围泵站等汕头大围新建、重建的水闸均在2013年主汛期到来之前完成了主体工程的施工。

 

　　作者简介：温俊获（1974-），男，助理工程师，主要从事水利工程技术及管理工作。